Vrabie Andreea -Sabina [631867]

Anexa 1

UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREȘTI
FACULTATEA DE INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE
Programul de Master : Inginerie și Management în Protecția Mediului

9.01.2019

Evaluarea potențialului energetic
solar în România
Anul: I I, Semestrul: I

Coordonator Științific:
Conf.dr. ing. RUSĂ NESCU CARMEN –OTILIA

Masterand: [anonimizat]2019 –

Anexa 2

UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREȘTI
FACULTATEA DE INGINERIA SISTEMELOR BIOTEHNICE
Programul de studii : Inginerie și Management în Protecția Mediului

RAPORT DE CERCETARE ȘTIINȚIFICĂ
III
Studii privind evoluț ia radia ției solare în București

Coordonator Științific:
Conf.dr. ing. RUSĂ NESCU CARMEN –OTILIA

Masterand: [anonimizat] , este cea c are prin procesul de fotosinteză este transformată în hrană necesară
vegetaț iei terestr e. Modelarea reliefului începe ș i ea cu m inusculele fisuri provocate de încălzirea
și răcirea rocilor sub inf luența radiaț iei solare. Si exemplele pot continua.
De aceea orice analiză a unu i fenomen natural trebue sa ai bă în vedere și radiația solară.
Ea constitue și o inepuizabilă sursă de energie pentru om, mai ales ca este o energie curată,
neplouantă . S-a dezvoltat chiar și o arhitectură solară, care ține seama de necesitățile de captare ș i
de stocare a acestei ene rgii. Pentru a putea fi folosită, radiația solară trebue să fie măs urată,
analizată în distribuția ei spațio -temporală. Nu trebue uitat că radiaț ia solară este în acelși timp un
fenomen fizic cât și astronomic, ea fiind influențată de geometria Pă mânt – Soare.
Lucrarea se deschide c u o scurt ă prezentare a radiației solare și activității sale. În cont inuare
sunt prezentate tehnici și aparate de măsura ale radiaț iei solare, cu accent a acestei activitati în
Româ nia. Un capitol substanț ial este dedicat climatologiei radiatiei solare c u exemplificari ș i în
încheiere sunt prezentate evoluții ale radiației globale î ncepand cu anul 2009.

Cuprins

I. RADIA ȚIA SOLARĂ GENERALITĂȚI…… ………………… ………………………………. ………..
1.1 Soarele și radiația solară………… …… ………………………… ……………………… ……….
1.2Spectrul radiației solare…… …………………………………………… ………………..….…..
1.3 M ărimi folosite în radiometrie… ………………………… ………… ………………… ….…..
1.4 Componentele radiaț iei solare…… …………… ……………………… ………………….…..
II. ASPECTE ASTRONOMICE ALE RADIAȚ IEI SOLARE………… ……………………… ..…..
2.1 Geometria Pământ -Soare …………….……… …………… ……… …………………… …….
2.2 Timpul și ora……………….. ……………………… …… …… ………………………….. ……………
2.3 Mișcările aparente ale Soarelui………….. ………………… ……… ……………………….. ……….
2.4 Durata zilei…………… ……..………… ………………………… ……………………… …..
III. RADIAȚIA SOLARĂ EXTRATERESTRĂ …… ………………… …………………………. ……..
3.1 Constanta solară ………………………… ………………………… …………………………..
IV. RADIAȚIA SOLARĂ ȘI ATMOSFERA TERESTRĂ ………………… ……… …….. ………………….
4.1 Fenomenul extincț iei…………… ………………………………… ……………………………
4.2 Consecințele fenomenului extincț iei, opacitatea atmosferei………… ……………………………
V. MĂSURAREA RADIAȚ IEI SOLARE…………………… ……… ……………………………………
5.1 Stațiile radiometrice……………… ………………………………… ………………………………
5.2 Aparatur a radiometria -senzorii de radiaț iei………………………… …………………………
5.3 Clasificarea ș i descrierea intrumentelor radiometrice …… …………… ……….. ……………………
5.4 Referința Radiometrică Mondială ……………………… ………… …………………………….
5.5 Observaț iile radiometrice ………………………………… ……… …………………………….
5.6 Datele de radiație solară …………………… …… ………………… …………………………..
VI. CLIMATOLOGIA RADIAȚ IEI SOLARE……………… …… ……………………………….
Noțiunea de climat e radiat ive……………… ………………………… ……………………………

CAPITOLUL IV. RADIAȚIA SOLARĂ ȘI ATMOSFERA TERESTRĂ

Suprafața Pământului este acoperită de atmosferă, care este co mpusă dintr -un amestec de
gaze și particule de lichid ori solide [32].
Tabelul 4. Compozi ția atmosferei terestre [33]
Gazele constituente % (din volum)
Azot (N 2) 78.08
Oxigen (O 2) 20.95
Argon (Ar) 0.93
Bioxid de carbon (CO 2) 0.03
Heliu (He) 0.01
Neon (Ne) 0.01
Hidrogen (H 2) 0.01
Crypton (Cr) 0.01
Xenon (Xe) 0.01
Ozon (O 3) 0.01

Pe lânga moleculele gazelor componente în atmosfera exista, în cantita ți variabile, o serie
de alte elemente constitutive. In primul rând, apa în diversele ei forme de agregare, pulberi de
srcina naturala sau antropică. Dupa dimensiunile lor, particulele din atmosferă se clasifică în:
– particule Aitken r < 0,1 µm;
-particule mari 0,1≤ r ≥ 1,0 µm;
-particule gigantice r ≥ 1,0 µm [34].
Dintre ac este spectre dimensionale concentrația cea mai mare, o au primele două grupe,
deoarece ele sunt particule cu timp mare de rezidență, în atmosferă. Este cazul ioni – lor, pulberilor
foarte fine provenite din combustie și diverse reacții chimice din atmosferă (picături minuscule de
acid sulfuric, azotic si azotos), diversele pulberi minerale provenite din dezagregarea scoarței
terestre, cenuși vulcanice. La acestea se adaugă gama largă a stărilor de agregare ale apei în
atmosferă de la picături foarte fine car e formează ceață, până la picăturile de ploaie și cristale de
gheață. Nu sunt neglijate nici particulele de sarcină biologică, polenul, sporii și diversele
microorganisme. Efectul optic cel mai puternic asupra radiației solare îl au particulele mari .
Din p unct de vedere optic, atmosfera reală descrisă poate fi considerată un mediu tulbure
care exercită asupra radiației solare ce o străbate, un fenomen complex de atenuare care îi modifică
atât energia cât și compoziția spectrală, cunoscut sub numele de extin cție. Fenomenul se datorează
unei absorbții selective și unei difuzii parțiale și el este dependent de lungimea de undă [34].

4.1 Fenomenul extincției
4.1.1 Extincția prin absorbție
Radiația solară directă își diminuează intensitatea sub influența atmos ferei însăși . Dacă se
notează cu I λ fluxul unei radiaț ii solare directe monocroma tice în atmosfera atunci extincț ia – dIλ
suferită de această radiaț ie pe drumul elemen tar ds va fi proporțională cu I λ cu d s și cu densitatea
𝜌 a aerului .
-dSλ = Kλ Iλ 𝜌 ds (38)
unde : Kλ reprezintă factor de proporț ionalitate ce depinde de natura mediului. I ntegrând de la limita
superioară a atmosferei (s=0, Iλ= Iλo) până la sol (s=s, Iλ= Iλm) se obț ine:
Iλm= Iλe-K2∫𝜌𝑑𝑠𝑠
𝑜 (39)
Integrala de la exponent se numește masa optică ș i este masa coloanei de aer de secșiune egală cu
unitatea care porn ește de la suprafața terestră ( 0) și limita superioa ră a atmosferei (0 ').
m=∫𝜌𝑑𝑠𝒔
𝟎
∫𝜌𝑑ℎ𝒉
𝒐 (40)
unde m p oarta numele de masa atmosferică și ea arată de câte ori masa optică corespunzatoa re
distanț ei zenitale z este mai mare decât masa optică pentru z = 0 considerata ca unitate
aλ=K λ∫𝜌dhℎ
0 (41)
unde a λ se numește coeficient de extincție monocromatică al atmosferei pentru masa optică
unitate. Daca se ține seama de relația (41), atunci relatia (39 ) devine:
Iλm=Iλoe-aλm (42)
Și dacă se notează q λ=e-aλ se va obține:
Iλm=Iλoqλm (43)
unde ma rimea q se numeș te coefic ient de transmisie monocromatică al atmosferei, el fiind
raportul dintre fluxul la sol și cel de la limita superioară a atmosferei, pentru m= 1 (dis tanța zenitală
a Soarelui este nulă, incidența normală ). El este întotd eauna cuprins între (transparența nulă) și 1
(transparența totală ).
Expresiile (42) si (43) sunt cunoscute sub numele de legea lui Bouguer. În esență ea
exprimă urmatoarele: pentru o transparență dată, intensitatea radiației solare ajunsă la sol scade în
progresie geom etrică atunci când masa atmosferei strabătută de razele solare creș te în progresie
aritmetic ă.
Tabel 5. Masele atmosferice normale (la presiunea 760 mm Hg), în funcție de distanța zenitală [35]
z 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80° 85°
m 1.00 1.02 1.06 1.15 1.30 1.55 1.995 2.905 5.60 10.39

Pentru o distanță zenitala oarecare, se folose ște tabelul da masă atmosferică la presiunea
standard. Daca se dorește calculul mesei atmosferice pentru o presiune p se folosește relația
𝑚𝑝
𝑝=𝑚760
760 (44)
Ecua țiile lui Bouguer sunt valabile pentru o radiație monocromatică . Pentru întreg spectrul
solar ele devin:
Im=∫𝐼∞
0λoe-aλmdλ=∫𝐼∞
0λoqmλdλ (45)
Dacă se notează:
Io=∫𝐼∞
0λodλ (4 6)
constanta solară redusă la distanța Pământ – Soare și cu a coeficientul de extincție policromatică ,
iar cu q cel de transmisie policromatică , se poate scrie:
Im=Ioe-am=Ioqm (47)
ecuațiile lui Bouguer pentru radiația policromatică.
Pentru un flux considerat pe o suprafață orizontală , unde I m = Im cos z , legea lui Bouguer devine:
Im=Ioqsec z (48)
Considerata în această formă legea lu i Bouguer explica mersul diurn și cel anual al radiaț iei solare
directe [36].
Deoarece q<1 varia ția lui I m va fi inver să variaț iei lui z. Deci I m crește dimineața și scade după –
amiaza, deoarece z este descrescător și respectiv crescă tor. I m atinge valori mai mari vara și mai
mici iarna, deoarece z minim al Soarelui este mai mică în primul caz decât în al doilea.
Im descr ește cu latitudinea , deoarece distanța zenitală minimă a Soarelui creș te. Având în vedere
relatia (47 ), Im va crește odată cu altitudinea, deoarece m scade [36].

4.1.2 Extinc ția prin difuzie
Pe lânga fenomenul absorbției selective, radiația solară suferă în atmosferă o difuzie.
Particul ele atmosferice, produc o împraștiere în toate direcțiile a radiației solare prin reflexie și
refracție. Se consideră un flux incident, format din radiaț ii nepolarizate, de lungime de und ă
superioaă a dimensiuni i particulelor difuzante.1cm3 de mediu tulbure, format din asemenea
particule, trimite sub un unghi φ față de direcția razelor incidente și la distanț a r, fluxul:
iλ=λ3𝑎′𝜆
16п 𝑟²(1+cos2 φ) (49)
a'λ=32п ²(𝑛−1)²
3𝑁𝜆4 (50)

unde: N este numarul de particule în unitatea de volum, presup use sfere diele ctrice având
indicele de refracț ie n.
λ este lungimea de undă a radiaț iei considerate;
a'λ este coeficientul de extincție monocromatică prin difuzie al radiț iei solare care ajunge
direct la sol. Valo area lui se raporteaza la 1cm3 de aer, la presiune de 76 0 mm Hg. Pentru masa
atmosferică unitate pentru cei H cm3 ce se gă sesc în ea, coeficientul de extincție monocromatică
devine a' λ = a' λ H.

4.2 Consecințele fenomenului de extincție, opacitatea atmosferei
Extincția totală exercitată de către a tmosferă asupra radiației solare este produsă de:
– constituenț ii gazoși ai atmosferei ce există în proporț ii relativ constante;
– apa (în principal sub formă de vapori);
– aerosolul atmosferic (pulberile);
Aceștia doi constituenți din urmă, fiind în atmos feră în cantitati variabile. Considerând forma legii
lui Bouguer pentru extincția policromatică , iar A fiind considerat un coeficient de extincție
policromatiă al radiaț iei solare la un moment dat și fie a un acelaș i coeficient, pentru aerul pur si
uscat, în care nu intervine decât extincția moleculară , atunci se poate scrie:
Im=Ioe-Am=Ioe-Tam (51)
unde: T=A/a
Raportul dintre extincția totaă a atmosferei (A) si extincția produsă de constituenții ficși (absorbția
și difuzia molecu lară într -o atmosferă lipsita de apa si praf), (a) a fost denumit F actorul de opacitate
Linke, după numele celui ca re l-a creat. Acest factor arată de câte ori atmosfer a reală , la un moment
dat, este mai opacă decât una pură și uscată, luată ca referință . Acest facto r se deduce din valorile
lui I m și m, care po t fi determinate la sol, prin măsurători radiometrice de rutină. Expresia analitică
a factorului de opacitate Li nke (T) devine atunci [36] :
T= log𝐼𝑜−𝑙𝑜𝑔𝐼 −log𝑟²
log𝐼𝑜−log𝐼ℎ𝑏 (52)
unde: I o= radia ția solară la limita superioară a atmos ferei;
I = radiația solară directă măsurată la suprafață;
r2 = distanța medie Soare – Pământ la un moment dat;
Ihb = intensitatea radiației solare directe după ce strabate o atmosferă pură și uscată pentru înălțimea
Soarelui, h și presiunea atmosferică , b.

CAPITOLUL V. MĂSURAREA RADIAȚIEI SOLARE
5.1 Stațiile radiometrice
Măsurarea radiației solare se efectuează în cadrul unei rețele de stații organizate la nivel
național și mondial. În general, datorită faptului că măsuratorile radiometrice trebuiesc rapo rtate
la datele meteorologice, stațiile radiometrice sunt integrate în cadrul stațiilor meteorologice.
Primele măsuratori de radiație solară în țara noastră, înțelegând prin aceasta teritoriul
vechiului regat, sunt legate de activitatea de pionierat a lui ăt. C. Hepites. La începutul anului 1879
s-a instalat un acținometru Arago cu ajutorul căruia se măsura intensitatea radiației solare globale
exprimată în grade acținometrice. Observațiile erau facute zilnic la momentul înalțimii maxime a
Soarelui pe bolt a și ele au continuat până la finalul anului 1881. Odata cu înființarea Serviciului
Meteorologic Național măsuratorile radiometrice se reiau în 1888 la Observatorul de la București
– Filaret unde continuă pâna în 1908. La acest observator, zilnic, la amiaz ă se determină gradul
actinometric cu un actinometric Arago si unul tip Violle. Pe langă aceste două aparate, observatorul
avea și actinometru Crova și un actinometru totalizator cu evaporație de alcool. Observațiile au
fost publicate în Analele Institutul ui. Aceste măsuratori nu au avut un caracter sistematic.
După 1908, când Institutul Meteorologic este încorpor at Observatorului Astronomic,
măsuratorile radiometrice încetează . Ele sunt reluat e odată cu înființ area în 1930 a Ob servatorului
Meteorologic de la Băneasa. Aici între anii 1934 și 1936 au început mă suratori radiometrice
sistematice sub c onducerea lui Mircea Herovanu, ș eful Laboratorului de Actinometrie. Aparatura
instalata în turnul de observatii consta din:
La Bă neasa se efectuau în zilele senine măsuratori ale radiaț iei solare directe (4 pâna la 8
determină ri pe zi) cu actinometrul Michelson -Marten și înregistră ri ale aceluiași component
radiative cu prheliometrul Gorczinsky.
În var a anului 1938 întreaga aparatură a fost deplasată la Mangalia und e masurătorile de
radiație solară au continuat până în vara anului 1939 în cadrul Observato rului de Bioclimatologie
înființat acolo. Aici s -au efectuat măsuratori de radiație solară directă, difuză, globală în spectru
total ș i pe domenii spectrale de inter es medical cum este ultravioletul biologic. Măsuratorile se
efectuau zilnic din ora în ora în timp solar adevarat. Mă suratorile radiometrice sistematice, cu
metodologie unitara au debutat în 1949 la Observatorul Afumati, înființat de I.M.C. ele continuând
și astă zi. Paralel cu Observato rul Afumati, dupa 1950 începe să se contureze rețeaua națională de
stații radiometrice, prin înființarea de noi puncte de măsură [2].
M. Herovanu (1938), studiind opacitatea atmosferei în imediata apropiere a Bucureș tiului,
sublinia rolul vântului în impurificarea atmosferei . Vânturile care bat din direcția unui centru de
acțiune optică (oraș sau sursă oarecare de impurificare) spre punctul de măsura poate duce la
creșterea opacității atmosferei cu până la 20%. Astfel din table se obse rva că majoritatea stațiilor
radiometrice dominantă de vânt este din direcție opusă orașului (București, Craiova, Iași,
Timișoara, Galați) deci valorile de radiație mă surate aici p ot fi reprezentative pentru spaț ii mult
mai mari ca întindere. Oric um rolul vântului nu trebuie absolutizat, el estompâ ndu-se atunci când

se analizează valorile medii de radiație. Staț iile radiometrice din România funcționează pe lângă
stațiile meteorologice [2]
5.2 Aparatura radiometric ă – senzorii de radiație
Exista diverse tipuri de aparate de măsura ale radiației solare în funcție de parametrul
radiometric măsurat. Pentru mă surarea radi ației solare directe se folosesc pirheliom etrele sau
actinometrele. Radiația solară globală, difuză, reflectată se măsoară cu aj utorul piranometrului iar
bilanțul de radiație cu bilanț ometrul. Indiferent de tip instrumentele radiometrice sunt formate din
partea receptoare detectorul sau traductorul, cu ajutorul căruia energia radiantă solară este
transformată într -o mărime măsurabilă : cur ent ele ctric, cazul termobateriilor, o deformare
mecanică.
Receptorii trebuie să îndeplinescă urmatoarele condiț ii:
– să absoarbă cât mai bine radiația solară, și de regulă ei sunt vopsiți cu un lac negru ș i mat
(termobateriile, bilamele);
– să fie cât m ai puțin selectiv spectral, deci să absoarbă cât mai uniform radiaț ia pe întreagul
domeniu spectral de mă sura
În general, t oti receptorii vopsiți în negru au o foarte slabă selectivitate spectrală , spre deosebire
de fotocelule care a u o mare sensibilitate spectrală . Având în vedere procesel e fizice de conversie
ale radiaț iei solare, detectorii se împart în :
– detectori termici;
– detectori cuantici.
Detectorii termici transformă radiația solară sau terestră în caldură, de unde o variație de
temperatură care poate fi pusă în evidență prin:
– deformarea mecanică datorată dilată rii unei bilame;
– măsurarea variației rezistenț ei unui conductor care este în funcție de temperatură ;
– măsurarea unui curent (termoelectric) apă rut într -un circuit de te rmoculpe legate în serie, ale
căror suduri calde sunt expuse radiației solare ș i cele reci sunt la temperatura mediului ambiant.
Detectorii cuantici prin care radiația solară sau terestră provoacă prin efectul f otoelectric
schimbarea proprietăților electrice ale s ubstanței receptoare. Detec torii cuantici se împart în două
categorii, în funcț ie de tipul fotoefectului:
– fotoefect extern (emisie de electroni)
– fotoefect intern (producere interna de electroni).
În ca zul fotoefectului intern, radiația solară excită sarcinile electrice libere ca re se
deplasează în interiorul stratului fotosensibil, modificându -i conductivitatea, producându -se astfel
un curent electric. În meteorologie sunt folosiț i detectorii cuantici cu fotoefecte interne. Detectorul

este montat, pri n diverse moduri, în corpul aparatului radiometric, f ie într -un tub radiometric
prevă zut cu diafragme pentr u limitarea fluxului radiativ sau expuse pe o suprafață orizontală
protejat sau nu de o calotă de sticlă
La rândul să u aparatul radiometri c este cuplat la un sistem de mă sură (un aparat de măsură )
care poate fi un galvanometru, milivolt metru, sistem automat de achiziț ie a datelor etc. [2].

5.3 Clasificarea și descrierea instrumentelor radiometrice
Piranometrul TSP 400
Piranometrul solar TS P-400 este un instrument meteorologic de precizie care măsoară
radiația sola ră globală (directă și difuză). Acesta este proiectat pentru utilizare pe perioade lungi
de timp pe teren, fiind disponibil atât în variantă ventilată cât și neventilată (Model TSP -400V).

Fig.5.3.1 Piranometrul TSP 400 [37]

Caracteristici :
-Raspuns spectral: 0.3 – 3 mm ;
-Rezolutie: 1 W/m² ;
– Senzitivitate: Aprox. 48mV/(W/m²) ;
– Timp de raspuns: »12 sec ;
– Linearitate:0.5% (0 -1400 W/m²) ;
– Asimetrie axiala:< 0.1 %;
– Greutate : 3.2kg.

Piranometrul TSP 700
Piranometrul solar TSP -700 este cel mai nou model pentru măsurarea radiației solare
(directă și difuză). Este special proiectat pentru utilizare pe perioade lungi pe teren.
Caracteristici :

-Răspuns spectr al: 0.3 – 3.0 mm
-Rezolutie: 1 W/m2
-Senzitivitate: 2.0 mV/(W/m2)
-Timp de raspuns: 1 sec
-Linearitate: 0.5% (0 -1400 W/m2)
-Asimetrie axiala: < 0.1 of 1%
-Greutate : 3.2 kg

FIG. 5.3.2 Piranometrul TSP 700 [37] Fig. 5 .3.3Dimensionare piranometru 700 [37]

Piranometrul SR A 01
Albedometrul SRA01 este un instrument care poate fi utilizat pentru măsurarea albed oului
și reflexivitatea suprafe ței. Este compus din 2 piranometre, cel superior măsoară radiația sola ră
globală i ar cel de jos radiaț ia reflectată. Acesta î ndep linește toate standardele ISO și WMO.

Fig. 5.3.4 Albedometrul SRA 01 [37]

(1)Piranometru superior, (2) legatură (5) O -inel de etansare a corpului, (3) corpul albedometrului,
(4)piesa de conectare, (6) p iranometru inferior, (7) cablu, (8) garni tură de etansare a cablului, (9)
tija, (10) level

Fig. 5.3.5 Dimensiunile albedometrului SRA 01 [37]
Caracteristici :
-Clasificare ISO:clasa a II -a
-Domeniu spectral: de la 305 pana la 2800 nm
-Sensibilitate: 15 μV/ W m−2
-Domeniu de temperatura: -40 to +80 șC
-Diametrul tijei: 20 mm

Piranometrul SLP 02
Piranometrul SLP02 este un senzor de radiație solară care poate fi u tilizat la majoritatea
masurătorilor de radia ție solară . Acesta îndepline ște ultimile st andarde ISO și WMO. Este o
alternativă modernă a piranometre lor “stea” sau “negru și alb” eliminand problema stabilității
slabe a vopselei reflectorizante albe .

Fig.5.3.6 Piranometrul SLP 02 [37]
1 – circuit electronic imprimat; 2 – senzor de radiație solară; 3 – dom de sticlă; 4 – corp; 5 –
conector electric; 6 – cablu electric; 7 – șurub pentru reglarea nivelulu i orizontal; 8 – elemente de
fixare;9 – capac pt acces la conexiunile electrice; 10 – conector electric filetat;11 – poloboc.

Fig. 5.3.7 Dimensiunile piranometrului SLP 02 [38]

Piranometrul SLP02 servește la măsurarea fluxului radiativ care este incident pe o
suprafață plană î n W/m2 de la un câ mp viz ual de 180ș (așa numita radiație globală). Acest
piranometru folosește un termocuplu c are generează o tensiune proporț ională cu fluxul de radiație
incident. SLP02 are răspuns pentru întreg spectrul solar.
Pentru citire este nevoie de un voltmetru de precizie car e lucrează în domenilul milivolț ilor.
Pentru a calcula nivelul radiației voltajul trebuie împărț it la senzitivitate care este o const antă
specifică fiecărui instrument în parte. Acesta poate fi conectat direct la majoritatea sistemelor de
date. Cea mai uzuală aplicație este determinarea în aer liber a radiației solare ca parte a stație i
meteorologice . Pentru această aplicație e ste nevoie de reglaj orizontal [37].
Caracteristici :
-Clasificare ISO : clasa a II -a
-Domeniul spectral: între 305 și 2800 nm
-Senzitivitate (nominal): 15 µV/ W.m-2
-Domeniul de temperature : -40°C- +80 oC
-Domeniu de utilizare : 0 – 2000 W m-2
-Dependența de temperatură :< 0.1%/C
-Timp de raspuns : 1 secundă

5.4 Referința Radiometrică Mondială
Pentru a putea menț ine gradul de precizie al aparatu rii radiometrice de uz curent,e a trebu ie
să conțină etalone cu i nstrumente de precizie superioară . Cele mai precise instrumente
radiometrice la momen tul actual sunt cele ce formează Referința Radiometrică Mondiala (WRR).
Ea este formată dintr-un grup de 7 etaloane de principii constructive diferite. Aceste etaloane sun t
pirheliometre absolute cu stabilitate pe termen lung de ± 0,2%. Sediul referinț ei este la Davo s
(Elvetia). Aici se organizează, intercomparări ale etaloanelor naț ionale din diverse ță ri cu
periodicitate de 5 ani.
La începutul secolului XX, pe plan mondia l existau 2 scale radiometrice, conform tipului
de aparate folosite:
– Scala Angström (Europeana) bazata pe masuratorile efectuate cu pirheliometrul cu
compensatie electrica concedput în 1899 de atre K. Angström (Suedia);

– Scala Smithsoniana (Americana) bazata pe masuratorile efectuate cu pirheliometrul tip
Wather – flow, având ca etalon de transfer pirheliometrul cu disc de argint Abbot.

În 1980, 1 iulie, s -a definit o noua scală, Referința Radiometrică Mondială, bazată pe un
nou tip de aparate, pirhe liometrele cu cavitatie de tipul PMO. Echivalentele dintre scale sunt
urmatoarele: Smithsonian – RRM 4.6% ; Angström – RRM 2.4% ; Smithsonian – Angströ m 5.0%
IPS 1956 – Angström 0.4%; Smithsonian – IPS 1956 4.6% ; RRM/ Angström = 1.022 RRM/
Smithsonian = 0,97 7 RRM/IPS 1956 =1 .022 [2].

5.5 Observa țiile radiometrice

La stațiile radiometrice din rețea se efectuează mă suratori privind:
-fluxul radiației solare directe pe suprafața normală ;
-fluxul radiației solare difuze pe suprafața orizoontală ;
-fluxul radiaț iei solare globale pe suprafața orizontală ;
-fluxul radiației solare reflectate ;
-fluxul bilanțului de radiației;
-fluxul de iluminare natural ;
-elemente meteorologice: presiune, temperature, umiditatea aerului, vântul, starea suprafeței
solului .

5.6 Date le de radiație solară

Monitorizarea radiației solare în partea de V a Bucureștiului – radiația globală
Intensitatea radiației solare globale G în planul orizontal a fost monitorizată cu ajutorul
stației meteo AWWS/EV de la Facultatea de I.S.B. din cadrul U.P.B. cu ajutorul programul SIAP
+ MICROS DataView .
La traversarea atmosferei terestre de către radiația solară se produc fenomene care determină
atenuarea densității fluxului radiant. Aceste fenomene sunt: absorbția unei fracțiuni din energia
radiațiilo r de către gazele componente ale atmosferei, difuzia moleculară și difuzia Rayleigh pe
aerosoli. La sol, componentele radiației globale sunt radiația directă B și radiația difuză D. Radiația
difuză este izotropă, iar radiația directă este direcțională și p oate fi proiectată pe plane cu orientare
variată. Densitatea fluxului radiant total pe suprafață orizontală se numește iradiantă sau radiația
globală G [50]. Pe baza intensității radiației globale înregistrate, vom calcula componentele difuză
și directă ale intensității radiației solare.
Bazat pe înregistrarea stației meteo 24 de ore din 24 în anii 2010,2011, 2012 din anumite
luni ale anului am presupus intensitatea radiației difuze egală cu o cincime din valoarea intensității
radiației globale, iar intensit atea radiației directe este diferența între globală și difuză.Chiar în
condiții de cer senin, radiația care ajunge la suprafața pământului, în toate direcțiile datorată
fenomenelor de difuzie, cunoscută sub numele de radiație difuză, este de 5… 15 % din fluxul de
radiație solară care ajunge la suprafața pământului, o altă radiație fără a fi afectată de acest

fenomen, este numită radiație directă. Împreună, radiația directă și difuza reprezintă radiația totală
sau globală.
D =G/5 (53)
unde: G-radiația globală

B = G – D (54)
unde: G -radiația globală
D-radiația difuz
B-radiația direct ă

Fig. 5.6.1 Variația radiației solare globale înregistrate de st ația meteo în luna ianuarie 2009

În figura 5.6 .1 se poate observa că valoarea maximă a radiației globale e ste atinsă în data
de 30.01.2009 , ora 13:00 având o valoarea de 517 W/m² .

0100200300400500600intensitatea radiatiei globale [W/m²]Variația radia ției solare -ianuarie 20 09
G

Fig.5.6.2 Variația radiației solare globale înregistrate de st ația meteo în luna februarie 20 09
Se poate observa c ă valoarea maximă a radiației globale e ste atinsă în data de 20.02.2009 ,
la ora 13:00 având o valoarea de 559 W/m², o valore mai mare înregistrat ă față de luna ianuare
2009 .

Fig. 5.6.3 Variația radiației solare globale înregistrate de stația meteo în luna martie 2009
Odată cu cresterea temperaturii față de luna ianuarie și februarie se observă că și valoarea
maxima a radiației globale a crescut și es te atinsă în data de 30.03.2009 , ora 13.00, având valoarea
de 806 W/m².
0100200300400500600intensitatea radiatiei globale
[W/m²]Varia ția radia ției solare -februarie 20 09
0100200300400500600700800900intensitatea radiatiei globale
[W/m²]Varia ția radia țieisolare -martie 20 09

Fig 5.6.4 Variația radiației solare globale înregistrate de s tația meteo în luna aprilie 2009
Se observă că valoarea maxima a radiației globale este atinsă în data de 27.04.2009 , ora
14:00 având valoarea de 925 W/m²

Fig 5.6.5 Variația radiației solare globale înreg istrate de stația meteo în luna mai 2009
Se observă că valoarea maximă a radiației globale a crescut față de lunile anterioare și este
atinsă în data de 21.05.2009 , ora 16:00 fiind de 1005 W/m².

Urmeaz ă prezentarea variației radiației globale pentru anu l 2010 , unde s -a urmărit valoarea
maximă din anumite luni ale anului. 01002003004005006007008009001000intensitatea radiatiei solare [W/m²]Varia ția radia ției solare -aprilie 20 09
020040060080010001200intensitatea radiatiei solare
[W/m²]Varia ția radia ției solare -mai 20 09

Fig 5.6.6 Variația radiației solare globale înregistrate de stația meteo în luna ianuarie 2010

Valoarea maximă a radiaț iei globale este atinsă în data de 27.01.2010 , ora 04 :00 avâ nd
valoarea de 518 W/m² . Se poate observa ca a crescut față de anul 2009.

Fig 5.6.7 Variația radiației solare globale înregistrate de stația meteo în luna martie 2010 0100200300400500600intesitatea radiatiei globale [W/m²]Varia ția radia ției globale -ianuarie 201 0
G
0100200300400500600700800intensitatea radiatiei globale [W/m²]Varia ția radia ției globale -martie 201 0

Se observă că valoarea maximă a radiaț iei globale este atinsă în data de 31.03.2010 , ora
14:00 având valoarea de 738 W/m² ,mai mică față de anul 2009.

Fig 5.6.8 Variația radiației solare globale înregistrate de stația meteo î n luna aprilie 2010
Se observă că valoarea maximă a radiaț iei globale es te atinsă în data de 24.04.2010 , ora
14:00 având valoarea de 891 W/m² , mai mică față de anul 2009.

Fig. 5.6.9 Variația radiației solare globale înregistrate de stația meteo în l una mai 2010
Se observă că valoarea maximă a radiaț iei globale este atinsă în dat a de 26.05.2010, ora
14:00 având valoarea de 983 W/m² , prezentând o ușoară scadere față de anul 2011. 01002003004005006007008009001000intensitatea radiatiei solare [W/m²]Varia ția radia ției solare -aprilie 201 0
020040060080010001200intensitatea radiatiei solare [W/m²]Varia ția radia ției solare -mai 201 0

Fig 5.6.10 Variația radiației solare globale înregistrate de stația meteo în luna iunie 2010
Se poate observa că valoarea maximă a radiaț iei globale este atinsă în dat a de 1 8.06.2010 ,
ora 13.00 având valoarea de 1017 W/m² .

Fig 5.6.11 Variația radiației solare globale înregistrate de stația meteo în luna iulie 2010
Se observă că valorile maxime ale radiației ating valori de 960 W/m2în data de 02.07.2010,
la ora 13:00 .
020040060080010001200intensitatea radiatiei solare [W/m²]Varia ția radia ției solare -iunie 201 0
020040060080010001200Variația radiației solare -iulie 2010
Radiatia W/m2

Fig 5.6.12 Variația radiației solare globale înregistrate de stația meteo în luna august 2010
Se observă că valorile maxime ale radiației ating 945 W/m2în data de 06.08.2010, la ora
14:00.

Fig 5.6.13 Variația radiației solare globa le înregistrate de stația meteo în luna septembrie 2010
Se observă că valorile maxime ale radiaț iei ating valori de795W/m2în data de 19.09.2010 la
ora 14:00.

01002003004005006007008009001000Variația radiației solare -august 201 0
Radiatia W/m2
0100200300400500600700800900Variația radiației solare -septembrie 201 0
Radiatia W/m2

Fig 5.6.14 Variația radiației solare globale înregistrate de stația meteo in l una octombrie 2010
Se observă că valorile maxime ale radiaț iei ating valori de 673 W/m2în data de 04.10.2010
la ora 14:00.

Fig. 5.6.15 Variația radiației solare globale înregistrate de stația meteo in luna noiembrie 2010
Se observă că valorile maxime ale radiaț iei ating valori de 505 W/m2în data de 04.11.2010
la ora 13:00.

În continuare se va prezenta variației radiației globale pentru anul 2011, unde s -a urmarit
valoarea maximă din anumite luni ale anului. 0100200300400500600700800
01/10/2011
03/10/2011
05/10/2011
07/10/2011
09/10/2011
11/10/2011
13/10/2011
15/10/2011
17/10/2011
19/10/2011
21/10/2011
23/10/2011
25/10/2011
27/10/2011
29/10/2011
31/10/2011Variația radiației solare -octombrie 201 0
Radiatia W/m2
0100200300400500600Variația radiației solare -noiembrie 201 0
Radiatia W/m2

Fig 5.6.16 Variația radiației solare glo bale înregistrate de stația meteo în luna ianuarie 2012
După cum se poate observa valoarea maximă a radiaț iei globale este atinsă în data de
29.01.201 1 , ora 14: 00 având valoarea de 449 W/m² , mai mică față de anul 2010.

Fig 5.6.17 Variația radi ației solare globale înregistrate de sta ția meteo în luna februarie
2011
Se observă că valoarea maximă a radiaț iei globale este atinsă în data de 25.02.2011 , ora
14:00 având valoarea de 609 W/m² . 050100150200250300350400450500intensitatea radiatiei globale [W/m²]Varia ția radia ției globale -ianuarie 201 1
G
0100200300400500600700intensitatea radiatiei globale [ W/m²]Varia ția radia ției globale -februarie 201 1

Fig 5.6.18 Variația radiației solare globale înregi strate de stația meteo în luna martie 2011
Putem observa că valoarea maximă a radiaț iei globale este atinsă în data de 26.03.2011,
ora 14: 00 având valoarea de 744 W/m² , cu o ușoară creștere față de anul 2010.

Fig 5.6.19 Variația radiației solare globale înregistrate de s tația meteo în luna aprilie 2011
Valoarea maximă a radi ației globale este atinsă în dat a de 30.04.2011 , ora 14: 00 având
valoarea de 835 W/m² , față de 2010 este mai mică.
0100200300400500600700800intensitatea radiatiei globale [W/m²]Varia ția radia ției globale -martie 201 1
0100200300400500600700800900intensitatea radiatiei solare [W/m²]Varia ția radia ției solare -aprilie 201 1

Fig 5.6.20 Variația radiației solare globale înregistrate de stația meteo în luna mai 2011
Se observă că valoarea maximă a radiației globale a fost atinsă în dat a de 08.05.2011 , la
ora 14:00 având valoarea de 879 W/m² , care este mai mică față de 2010.

Fig 5.6.21 Variația radiației solare globale înregistrat e de stația meteo în luna iunie 2011
Se observă că valoarea maximă a radiaț iei globale este atinsă î n data de 10.06.2011 , ora
14:00 având valoarea de 899 W/m² .
01002003004005006007008009001000intensitatea radiatiei solare [W/m²]Varia ția radia ției solare -mai 201 1
01002003004005006007008009001000intensitatea radiatiei solare
[W/m²]Varia ția radia ției solare -iunie 201 1

Fig 5.6.22 Variația radiației solare globale înregistrate de sta ția meteo în luna decembrie
2011
Se observă că valorile maxime ale radiației ating valori de 324 W/m2 în data de 09.12.2011
la ora 14:00.

050100150200250300350Variația radiației solare -decembrie 201 1
Radiatia W/m2

Bibliografie

1. https://devoratoruldecreiere.wordpress.com/2013/11/02/35 -de-lucruri -despre -soare/
2. Cristian Oprea ,, RADIA ȚIA SOLARĂ – ASPECTE TEORETICE ȘI PRACTICE” – ISBN
97039151 BUCUREȘTI 2005
3. http://www.sanatatea.com/pub/mediu/1413 -radiatia -solara.html
4. DEX ’98 (1998)
5. https://legeaz.net/dictionar -juridic/radiatii -vizibile
6. https://gabionescu.files.wordpress.com/2013/07/imag -in-ir.jpg
7. http://www.fotomagazin.ro/tutorial_open.php?art=ftm20/archives/2006/02/elemente_de_opt_
1.html
8. https://ro.wi kipedia.org/wiki/Raze_ultraviolete
9. http://www.insp.gov.ro/cnmrmc/images/informatii/radiatii -ultraviolete/radiatii.php
10. https://biocomp.ro/despre -lumina -ultravioleta/
11. Perrin de Brichambaut, 1963
12. http://www.scrigroup.com/geografie/meteorologie/ENERGIA -RADIANTA922 87.php
13. Tiscovski A., Diaconu D., 2004, Meteorologie si hirologie -Lucrari practice, Editura
Universitara, Bucuresti.
14. WMO 557, 1981
15. Meteorologie si climatologie, Indrumar de laborator, Carmen – Otilia Rusanescu, Editura
Matrix Rom Bucuresti 2013, ISBN 978 -973-755-928-9;
16. https://rometex.wordpress.com/tag/radiatie -difuza/
17. http://www.unibuc.ro/prof/ene_m/docs/2016/oct/28_15_47_02CURS_nr.8.pdf
18. http://www.scrigroup.com/geografie/meteorologie/ENERGIA -RADIANTA92287.php
19. http://www.scritub.com/stiinta/fizica/F actorii -radiativi9419201523.php
20. http://www.geomorphologyonline.com/students_materials/GFR/GFR_CLIMA_ROMANIEI.
pdf
21. Măhăra, Gh., Geografie regională, de Pompei C ocean, Edit. Presa Universitară Clujeană, în
Analele Universită ții din Oradea, Seria Geografie, Tom XI, 2001
22. http://www.unibuc.ro/prof/ene_m/docs/2016/oct/28_15_47_11CURS _nr.9.pdf

23. https://turistul.eu/repartitia -geografica -a-principalelor -componente -ale-bilantului -radiativ –
caloric/
24. http://www.termo.utcluj.ro/regenerabile/2_1_b.pdf
25. Bălan M.C., Jäntschi L., Bolboacă S.D., Damian M. – Thermal Solar Collectors Behaviour in
Romania, Polish Journal of Environmental Studies, ISSN 1230 -1485, 2010, 19( 1):231 -241
26. http://efficientnucleusenergy.blogspot.ro/p/pamantul -primeste -in-permanenta -mai.html
27. http://www.rasfoiesc.com/inginerie/constructii/instalatii/Calculul -intensitatii -radiatie55.php
28. http://astrometria.ro/sun/
29. Joël ,1983
30. https://ro.wikipedia.org/wiki/Constant%C4%83_solar%C4%83
31. Frölich, 1991
32. https://www.scientia.ro/univers/40 -terra/51 -atmosfera -terestra.html
33. Marcu. 1983
34. Mészàros 1981
35. Bemporand, citat de Herovanu M. 1957
36. Herovanu M. 1957
37. www.hukseflux.com
38. http://ro.wikipedia.or g/wiki/Erupție_solară
39.http://turistul.eu/repartitia -geografica -a-principalelor -componente -ale-bilantului -radiativ
caloric/
40. Ing.Rusa nescu Carmen – Otilia, Editura Cartea Studenteasca, Bucuresti, 2010, Tehnici de
monitorizare a mediului ;
41.http://turistul.eu/repartitia -geografica -a-principalelor -componente -ale-bilantului -radiativ –
caloric/
42. www.hukseflux.com
43. http://xa.yimg.com
44. Rusanescu C .O,Paraschiv. G., David M., Rusanescu M, David B. – Determining the Angles
Involved in Solar Radiation, INCD ECOIND -International Symposium -SIMI, 28 -30 October
2009, ISSN 1843 -5831, pp.310 -314,The Environment and Industry, Editura Estfalia; Cod
CNCSIS 294, Vol.II, București.